III Simpósio Brasileiro de Ciências Geodésicas e Tecnologias da Geoinformação
Recife - PE, 27-30 de Julho de 2010
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PRODUÇÃO DE MAPAS ANIMADOS PARA UM PROTÓTIPO DE
ATLAS ESCOLAR INTERATIVO
LÍGIA MANCCINI DE OLIVEIRA BARROS
MÔNICA MODESTA SANTOS DECANINI
Universidade Estadual de São Paulo - UNESP
Faculdade de Ciências e Tecnologia – FCT
Departamento de Cartografia, Presidente Prudente, SP
[email protected]; [email protected]
RESUMO – Com o advento da tecnologia digital, o mapa passou de um produto cartográfico estático
para um ambiente de consulta geoespaço-temporal controlado pelo próprio usuário. Este ambiente
permite que o usuário controle as ferramentas de visualização, ajustando aquilo que é mostrado às suas
necessidades e habilidades. No ambiente digital, os elementos de interatividade e animação da interface
de uma mapa são utilizados para melhorar a mensagem, modificando a estrutura mental do usuário, com a
finalidade de facilitar o reconhecimento da informação e propiciar maior compreensão do espaço
geográfico. Nesse contexto foi desenvolvido um protótipo de Atlas Escolar Interativo (EducAtlas) que
inclui elementos interativos e animados com a finalidade de auxiliar professores na educação ambiental e
cartográfica, para alunos do 6º e 7º ano. Este trabalho tem por objetivo apresentar a etapa de criação dos
mapas animados, bem como o uso das variáveis dinâmicas e de animação para sua construção.
ABSTRACT - With the increasing of digital technology, the map was transformed from a static
cartographic product into a kind of user-controlled space and temporal geoconsultation environment.
This allows more control to the map user, by the adjusting of the map display to their needs and abilities.
In the digital environment, the interactive and animated elements of a map interface are used to improve
the message, by modifying the user mental structure, in order to facilitate the information recognition and
provide more comprehension about geographic space. Thus, an Interactive School Atlas (ISA) prototype
was designed and produced in order to guide teachers in cartographic and environmental education, for
sixth grader students. This paper aims to present de creation stage of animated maps, also the use of
dynamic variables and variables of animation in the maps construction.
1 INTRODUÇÃO
Com o crescente uso da tecnologia digital, o mapa
tem se transformado em um tipo de instrumento
controlado pelo usuário, o que permite ajustar a
representação às necessidades e habilidades deste. De
acordo com Lingaard et al. (2005), técnicas da cartografia
multimídia pode ser de grande ajuda para alcançar os
objetivos educacionais.
Para ensinar sobre mapas e garantir que serão
compreendidos por alunos, é necessário prover a
oportunidade de utilizar mapas em uma base altamente
estruturada e repetitiva (PETCHENICK, 1987). Além
disso, é necessário compreender o processo cognitivo do
usuários na aquisição, arranjo e compreensão da
informação recebida (WINN, 1987).
Portanto, foi desenvolvido um protótipo de um
Atlas Escolar Interativo (EducAtlas) que busca oferecer
estratégias cognitivas de forma a guiar os professores na
educação ambiental e cartográfica de alunos do 6º e 7º
(3o ciclo) ano. O EducAtlas foi desenvolvido em duas
etapas: projeto cartográfico (análise de demanda do
usuário, projeto de composição geral, modelagem
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geográfica, projeto gráfico e de interface) e produção
(implementação do banco de dados geográfico e da
interface do atlas). Neste trabalho serão apresentados os
recursos de animação utilizados na produção dos mapas
animados temporais e não-temporais do protótipo.
2 ANIMAÇÃO
Para construir a animação deve-se conhecer os
elementos constituintes do filme, quais sejam:
- Linha de tempo: elementos que descreve a relação
tenporal da animação
- Estado identificável (EI): estado de um elemento;
quando um elemento possui dois estados identificáveis
indica que ele sofreu uma modificação (foi animado)
- Quadro (ou frame): menor unidade gráfica de uma linha
de tempo
- Cena: sequência de quadros, cujo início é marcado por
um EI diferente do anterior
- Episódio: um conjunto de cenas que descreve uma
mudança completa (início ao fim)
- Período: denominação de um ciclo de episódios que se
repetem.
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- Fase: tempo decorrido entre o último quadro de um
episódio contendo um EI e o início do próximo episódio
dentro de um período. A fase, portanto, mede o tempo no
qual não houve mudança antes de finalizar o episódio.
- Quadros-por-segundo (QPS): é a freqüência do filme
(animação), ou seja, a quantidade de quadros que são
mostrados no tempo de um segundo.
Tais elementos darão suporte para a definição
das variáveis de animação. As variáveis de animação são
aquelas que determinam a manipulação gráfica dos
elementos do filme, ou seja, estão vinculadas à etapa de
construção da animação, e foram classificadas por
Peterson (1995) como tamanho, forma, posição,
velocidade, ponto de vista, distância, transição de cena e
textura.
A animação pode ser usada para representar o
comportamento espaço-temporal de um fenômeno, uma
vez que este é um processo dinâmico descrito por
algumas mudanças que ocorrem ao longo do tempo.
Kraak (1999) classifica a animação baseando-se nas
mudanças ocorridas em três características básicas da
informação espacial: localização, atributo e tempo
A animação temporal (Figura 1) consiste na
mudança de atributos ou de localização das feições no
mapa ao longo do tempo. O foco principal é a dinâmica
temporal de uma região, sendo que se deve preservar ao
máximo a escala temporal de ocorrência do fenômeno
(RAMOS, 2005; KRAAK, 1999).
Figura 1 – Animação temporal (adaptado de KRAAK,
1999)
Já a animação não-temporal (Figura 2) expressa
o comportamento de uma série de dados
independentemente do tempo.
Figura 2 – Animação não-temporal (adaptado de
KRAAK, 1999)
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Os atributos e a localização podem sofrer
mudanças ou não, neste último caso a mudança ocorre na
classificação dos dados representados ou seu tratamento
gráfico (PETERSON, 1995). A finalidade é mostrar
relacionamentos espaciais ou esclarecer atributos
geométricos do fenômeno mapeado.
Para representar um fenômeno são utilizadas não
somente as variáveis gráficas básicas definidas por Bertin
(1974), normalmente utilizadas para representar as
características dos dados em quadros individuais (posição,
forma, matiz, valor e tamanho), mas também as variáveis
dinâmicas de visualização propostas por MacEachren
(1995) e Dibiasi et al. (1992), quais sejam:
Momento no tempo: instante que indica o início de
uma mudança, ou criação do fenômeno, ou seja, é o
quadro que contem o estado identificável. Pode ser
utilizada para realçar áreas de interesse no momento
definido.
Duração: medida de tempo decorrido entre dois
estados identificáveis. A duração é constante quando
recebe geralmente um valor fixo durante toda a animação
e esse valor depende diretamente do número de QPS.
Quando se vincula a duração à cena, e não ao quadro
somente, então pode-se conseguir uma duração variada, a
qual será definida não somente pelo número de QPS, mas
também pela quantidade de quadros existentes em cada
cena. Equivalentemente, a duração do episódio pode ser
controlada conforme o número de QPS, o numero de
frames e/ou de cenas em cada episódio.
Ordem: é a sequencia das cenas. É um signo altamente
icônico quando combinado com o tempo cronológico do
fenômeno representado, mas também pode ser utilizando
sem estar vinculado ao tempo, como no caso de uma
ordem numérica.
Taxa de variação: é a relação entre a magnitude da
mudança e a duração do episódio (Taxa = m/d). A
magnitude refere-se à distancia (em pixels ou mm) que
um objeto específico percorre na tela durante todo o
episódio, e a duração refere-se ao tempo que esse objeto
leva para realizar todo o percurso medido. Quando a
duração é constante, ou seja, a mesma para todos objetos
da animação, quanto menor a magnitude, mais suave será
a mudança e menor será a taxa de variação. Quando a
magnitude é constante, quanto maior for a duração, maior
a percepção da mudança aparente e menor será a taxa de
variação.
Frequência: é o número de estados identificáveis por
unidade de tempo. A variável dinâmica freqüência não
deve ser confudida com a freqüência do filme (número de
QPS). A variável dinamica freqüência é definida também
como textura temporal e equivale à textura espacial.
Enquanto a textura espacial é definida pela razão entre o
tamanho de dois elementos, a freqüência é definida como
a razão entre duas passagens de um elemento pelo mesmo
ponto. Quanto maior o número de elementos por unidade
de tempo, ou quanto menor a duração entre duas
passagens consecutivas de um elemento por um mesmo
ponto, maior será a freqüência.
Sincronização: é a correspondência temporal de duas
ou mais séries, podendo combinar dadas cronológicas de
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dois ou mais conjuntos de dados. Essa variável se refere a
possibilidade de apresentar várias animações temporais
simultaneamente e manipulá-las até que seus padrões se
combinem e relacionamento possam ser descobertos.
MacEachren (1995) e Kraak et al.(1997),
conforme observado por Dykes et al. (2005), classificam
sete tipo de questões relacionadas aos dados espaçotemporais e as variáveis dinâmicas, conforme mostrado
no Quadro 1.
Pergunta
Descrição
Variável
dinâmica
1 - Quando?
Em que momento na
linha do tempo
ocorre o evento?
Momento no
tempo
Quanto tempo dura
esse evento?
Duração
2 - Por quanto
tempo?
3 - Com que
constância?
4 - A que
velocidade?
Esse evento se
repete? Qual a
freqüência que isso
ocorre?
Quanto de mudança
ocorre durante o
tempo de duração do
evento?
Frequência
Taxa de
variação
5 - Em que
ordem?
Qual evento ocorre
primeiro e qual vem
na sequência?
Ordem
6 - Existem
ocorrências
correlacionadas?
Esse evento está
relacionado com
algum outro evento?
Sincronização
Quadro 1 – As variáveis dinâmicas e as perguntas
relacionadas a MESMAS (adaptado de DYKES et al.,
2005)
A figura 3 mostra uma sumariação da sintaxe das
variáveis dinâmicas, segundo MacEachren (1995), na qual
relaciona-se o nível de medida com os tipos de variáveis.
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Figura 3 – Sintaxe das variáveis dinâmicas
(MACEACHREN, 1995).
3 PRODUÇÃO DOS MAPAS ANIMADOS
Na produção do EducAtlas foram elaborados seis
mapas animados: mapa de crescimento populacional dos
estados brasileiros (representado por barras e por círculos
proporcionais), mapa climático do Brasil, mapa de
desmatamento da mata Atlântica do Estado de São Paulo,
mapa da expansão cafeeira no Estado de São Paulo, e o
mapa das indústrias poluidoras das bacias dos rios
Aguapeí e Peixe.
Para criar os mapas animados gerou-se os
arquivos de mapa no software ArcMAP, os quais foram
convertidos para Placewable WMF na escala pretendida.e
importados para o documento do software Macromedia
Flash, para então ser manipulado a fim de criar a
animação. O arquivo Placewable WMF permite acessar e
editar todas as “camadas” da figura separadamente,
incluindo linhas e preenchimento. Desta forma é possível
selecionar apenas uma feição de interesse e convertê-la
em um botão, por exemplo.
As formas de animação criadas em flash
constituem-se , basicamente, do componente botão ou o
clipe de filme. O botão é composto de quatro campos:
estado do botão em repouso (mouse off), estado do botão
quando o mouse está sobre ele (mouse over), estado do
botão clicado (mouse down) e área de ativação do botão.
A estes campos são adicionadas as características e
animações para a ação deste controle. Já o clipe de filme
pode ser definido como uma animação dentro da
animação. É uma animação em segundo plano, a qual
pode permanecer em um looping, mesmo que a tela que a
contém não esteja sendo animada. O clipe de filme pode
ser controlado por botões com ação de controle de filme.
3.1 Mapa de crescimento populacional do Brasil
Para
a
representação
do
crescimento
populacional nos estados brasileiros, foram criados dois
mapas animados: por barras (Figura 4) e por círculos
proporcionais (Figura 5). Em ambos os casos foi utilizada
a variável dinâmica Taxa de Variação para descrever o
fenômeno para representar a velocidade do crescimento
populacional de uma certa região em relação a outra,
considerando o mesmo período de tempo.
Figura 4 – Mapa animado do crescimento populacional
dos estados brasileiros utilizando barras
L. M. O. Barros, M. M. S. Decanini
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Figura 5 – Mapa animado do crescimento populacional
dos estados brasileiros utilizando barras
Na construção da Taxa de Variação utilizou-se
as variáveis de animação tamanho e velocidade. A
animação foi composta por um episódio contendo quatro
cenas (correspondentes aos anos de 1970, 1980, 1990 e
2000), sendo que os EI, correspondentes ao tamanho da
variável gráfica, eram compatíveis a uma escala préestabelecida. Tal escala de magnitude, tanto dos círculos
proporcionais como de barras, foi criada adotando-se o
menor valor populacional do ano mais antigo e o maior
valor do ano mais recente.
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duas cenas com 20 quadros cada, e o ultimo episódio
contendo apenas uma cena de 20 quadros.
Taxa de poluição alta: um período (sem fase)
contendo 10 episódios, contendo duas cenas cada, com 5
quadros em cada cena.
3.2 Mapa da emissão de gases poluentes pelas
industrias as Bacias dos rios Aguapeí e Peixe
Para a representação animada das industriais que
poluem mais ou menos foi feita uma classificação
tomando como base a tonelada de demanda bioquímica
de oxigênio por ano (tDBO/ano), este valor é utilizado
como indicador da carga poluidora industrial, segundo
Cetesb (1995) apud Comitê de bacias hidrográficas dos
rios Aguapeí e Peixe (1997). Classificou-as da seguinte
maneira: poluição alta para indústrias com indicadores
maiores que 1.000tDBO/ano, poluição média para
industrias com indicadores entre 100 e 1.000tDBO/ano, e
poluição baixa para industrias com indicadores abaixo de
100tDBO/ano.
Foi utilizada a representação gráfica Cor matiz
para agregar uma ordem ao símbolo, indicando a mais
poluente na cor vermelha, a indústria que emite uma taxa
média de poluição na cor laranja e a menos poluente na
cor amarela. Além disso, com o intuito de representar
apropriadamente o caráter ordenativo do do fenômeno,
utilizou-se a variável dinâmica Frequência. para a
industria mais poluenteadotou-se uma freqüência maior
indicando assim com qual constância a industria emite
gás poluente (quadro 2)
Taxa de
poluição
Símbolo
Cor
Freqüência
(20 qps)
Alta
vermelho
4 cenas/seg
Média
alaranjado
1 cena/seg
Baixa
amarelo
0,4 cenas/seg
Quadro 2 – Representação visual das classes
Na construção da Frequencia utilizou-se as
variáveis de animação tamanho e velocidade. Cada classe
é composta por um episódio com números variados de
cenas (Figura6):
Taxa de poluição baixa: um episódio, contendo duas
cenas e cada cena contendo 50 quadros.
Taxa de poluição média: um período (sem fase)
contendo 3 episódios, sendo os dois primeiros contendo
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Figura 6 - Freqüência do símbolo animado de indústria
com taxa de poluição a) baixa, b) média e c) alta.
Os EI de cada cena correspondem a dois estados
animados do símbolo de industria: mais comprimido
(achatado) e estendido, conforme mostra a Figura 7.
Figura 7 – Estados identificáveis do símbolo animado.
3.2 Mapas do Estado de São Paulo: desmatamento e
expansão cafeeira
Nessa representação foi utilizada a variável
dinâmica
Sincronização,
a
fim
de
mostrar
simultaneamente as duas séries (desmatamento da mata
atlântica e expansão cafeeira) de mapas do Estado de São
Paulo. As séries estão associadas ao tempo real
transcorrido, a fim de indicar correlação entre os
fenômenos representados. Ambos são animados, estão
justapostos no display e são comandados por um único
controle de filme.
Na construção dessa variável dinâmica utilizouse as variáveis de animação forma, velocidade e transição
de cena. As características da construção do filme, tais
como episódio, cena e quadros, variaram para cada série,
a fim de compatibilizar temporalmente os mapas. A
Figura 8 mostra a disposição dos mapas no display.
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Mesquita Filho” (FCT/Unesp) e ao Comitê de Bacias
Hidrográficas dos rios Aguapeí e Peixe (CBH-AP).
REFERÊNCIAS
BERTIN, J. Sémiologie graphique. 1983. TRADUÇÃO:
Willian J. Berg. Madison: The University of Wisconsin
Press
Figura 8 – Display com mapas sincronizados
A Figura 9 mostra a caracterização da linha de
tempo do filme.
BLOCK, C.; KÖBBEN, B; CHENG, T.; KUTEREMA,
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and Geographic Information Science. v.26, n.2, p.139151, 1999.
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KRAAK, M. J.; ORMELING, F. Cartography:
visualization of geospatial data. Prentice Hall, 2003.
Figura 9 – Caracterização da linha de tempo
4 CONCLUSÕES
A
Cartografia
multimídia
(animação,
interatividade, hyperlinks) pode ser uma ferramenta de
grande ajuda no desenvolvimento das habilidades
cognitivas infantis e na compreensão e manipulação do
espaço geográfico. Dessa forma, os Atlas Escolares
Interativos em geral podem se tornar ferramentas
auxiliares ao ensino, desde que sejam bem projetado e se
considere as etapas do desenvolvimento cognitivo.
O uso da animação pode contribuir no ensino,
entretanto, alguns estudos realizados com a finalidade de
estudar as vantagens dos mapas animados sobre os mapas
estáticos são controversos: enquanto alguns autores
alguns autores defendem que mapas animados são mais
eficientes, outros não encontram diferenças substanciais
em relação aos mapas estáticos (BERTIN, 1983;
SLOCUM e EGBERT, 1993 apud SLOCUM et al, 2001;
KOUSSOULAKOU e KRAAK, 1992). Sendo assim,
recomenda-se que se faça uma avaliação para
compreender em qual momento a animação contribui no
ensino de Cartografia e Geografia.
AGRADECIMENTOS
À CAPES, à Faculdade de Ciências e
Tecnologia da Universidade Estadual Paulista “Júlio de
L. M. O. Barros, M. M. S. Decanini
KOUSSOULAKOU, A.; KRAAK, M. J. Spatio-temporal
maps and cartographic communication. The
cartographic journal. n. 29, vol. 2, p.101-8, 1992
LINGARD B.; RAWOLLE, S.; TAYLOR S. Globalising policy sociology in education: working
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MACEACHREN, A. M. How maps work:
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PETCHENIK, B. B. Fundamental considerations about
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